LE MUR DU SON

 

Les vitesses atteintes vers la fin de la guerre par les appareils à hélices, surtout en piqué, avaient mis en lumière des phénomènes nouveaux : vibrations, durcissement des commandes, perte d’éléments…

Les ingénieurs comprirent rapidement que l’ennemi invisible n’était autre que l’air lui même

Avec l’augmentation de la vitesse la compression de l’air forme des ondes de choc qui martèlent littéralement la structure de l’appareil.

Ces ondes de choc se forment lorsque l’écoulement de l’air autour de l’avion atteint la vitesse du son qui varie elle-même en fonction de l’altitude et de la température.

Évaluée à 1227 km/h en atmosphère standard (15°C) et au niveau de la mer, elle n’est plus que de 1065 km/h à 11 000 m et reste à peu près constante dans la stratosphère.

A 1100 km/h un avion volera en régime subsonique à faible altitude et en régime supersonique à haute altitude.

Une nouvelle unité de mesure a été introduite qui représente le rapport de la vitesse de l’avion par la vitesse du son : Le Mach du Nom du physicien autrichien qui vers 1880-1890 mit pour la première fois en évidence le rôle de la vitesse du son aérodynamique

Les ondes de choc rencontrées à Mach 1 forment devant l’appareil une véritable barrière d’air compressée à laquelle on a donné le nom de « Mur du son » cette accumulation d’ondes produit au sol des effets sonores et dynamiques les « BANG ».

Pour l’appareil, d’autres phénomènes apparaissent alors : augmentation du coefficient de traînée, réduction du coefficient de portance, déplacement brutal du centre de poussée vers l’arrière, échauffement, dilatation de la structure. Ce phénomène qui intervient lorsque l’avion approche de la vitesse du son obligeant sur les premiers appareils supersoniques à inverser les commandes. Tous ces phénomènes affectent tour à tour les différentes parties de l’avion, dont on dit dans ce cas qu’ils ont atteint leur « vitesse critique ».

Une fois franchi le domaine transsonique : Mach 0,9 à Mach 1,1 ces troubles disparaissent et les lois de l’aérodynamique retrouvent leur simplicité, surtout de Mach 2 à Mach 4.

Dans le domaine hypersonique qui commence aux alentours de Mach 5 de nouvelles difficultés surgissent. Elles proviennent essentiellement de l’élévation de la température de l’air au voisinage de la cellule de l’appareil.

Le 14 octobre 1947, avec Chuck Yeager aux commandes, le Bell XS1 fut le 1er avion à franchir la barrière sonique.

Le Bell X1Le 26 avril 1948, le North Américan XP86 « Sabre » volait à la vitesse du son.

Le 12 décembre 1953 Chuck Yeager atteignait Mach 2,44 sur Bell X-1 A

 

Entre temps le MIG-17 passait Mach 1 en vol horizontal en février 1950.

C’est le North Américan « Super Sabre » qui fut le 1er chasseur supersonique à faire l’objet d’une série en mai 1953.

Il fut suivi, à la fin de cette même année du Douglas « Sky rocket » qui atteignit Mach 2,005-appareil doté d’une aile et d’un empennage en flèche.

Le 27 octobre 1956, Bell reprit la formule sur le X2 et atteignit la vitesse fabuleuse de Mach 3,2.

Toujours en 1956, le Fairey « Delta » 2, avion expérimental britannique à voilure Delta, propulsé par un moteur à réaction ordinaire, prouva qu’un appareil correctement conçu pouvait franchir le mur du son sans ressentir les effets des ondes de choc. Dès lors, l’on put songer à un projet d’avion de ligne supersonique.

Le Nort American X 15Le 3 octobre 1967, le prototype expérimental d’avion fusée le North American X 15 piloté par William J.Knight, largué d’un Boeing B52 stratofortress, puis propulsé par des fusées de 26 000 kg de poussée, atteignit 7 290 km/h à 3100 m d’altitude.

La barrière sonique depuis longtemps dépassée avait fait place au « Mur de la chaleur ».

Le 04 février 1953, Constantin ROZANOFF fut le premier pilote d’essai français à franchir la barrière sonique à bord du prototype DASSAULT « Mystère IV » équipé du réacteur Hispano-Suiza Tay.

12 avril 1961 Youri GAGARINE dans l’espace.

22 août 1963 le X-15 atteint 354 000 pieds soit 107 899 m.

28 juin 1964, vol initial du X-15 A2 qui atteint le 03 octobre 1967 la vitesse de Mach 6,7 soit plus de 7240 km/h.

16 mars 1973 CONCORDE 001 atteint 73 000 pieds (22 250 m).

15-16 Août 1995 : Tour du Monde d’ OUEST en EST en 31h 27min 49s soit 40 338 km. Temps réel de vol : 22 h 43 min.

le phénomène du bang

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